一种具有校时功能的数据采集器制造技术

本发明专利技术涉及一种带校时功能的数据采集器，数据采集单元与校时单元通过数据总线连接并通讯。天线接收到临近基站信号，将射频信号输入至射频接收电路，射频接收电路将射频信号变频成模拟基带信号，并输入至模数转换电路，模数转换电路将模拟基带信号转变成数字信号，并输入至数字信号处理电路，数字信号处理电路解析出本地时间并暂存到存储器中，数据采集单元通过总线定时从存储器中获取校时单元内的实时时钟，并若干种通讯方式、通讯协议将实时时钟信息传输给终端设备，完成校时。优点有：实时时钟信号易获取，不受地形地物影响的特点，低成本、高可靠；借助数据采集器与终端设备固有通讯连接，简化了对终端设备的时钟校对。

A data acquisition device with timing function

The invention relates to a data acquisition device with timing function, wherein, the data acquisition unit and the time correction unit are connected and communicated via a data bus. The antenna receives a signal near the base station, the radio frequency signal input to the RF receiving circuit, RF receiving circuit RF signal into analog baseband signal, and input to the analog-to-digital conversion circuit, the analog baseband signal into a digital signal conversion circuit module, and input to the digital signal processing circuit, digital signal processing circuit of the local time and the temporary memory, real-time clock unit data acquisition unit through the bus timing from the memory access timing, and several kinds of communication protocol, real-time clock information transmission to the terminal equipment, to complete the school. The advantages are: easy to obtain real-time clock signal, characterized by terrain effect, low cost and high reliability; the data acquisition system and terminal equipment inherent communication connections, simplifies the terminal clock synchronization.

【技术实现步骤摘要】
一种具有校时功能的数据采集器
本专利技术涉及一种数据采集器，尤其是一种具有校时功能的数据采集器。
技术介绍
对终端设备数据进行采集、远传是大型物联网基本要求，而终端设备数据中通常要包括实时时钟信息，终端设备的实时时钟信息通常是由一颗时钟芯片来提供，虽然这颗时钟芯片的精度指标都比较高，一天0.5s的允许误差，但在长期运行的情况下，累计的误差还是会超出允许的范围，现实物联网中，终端设备种类繁多，使用环境各异，难以保证不断电，当该时钟芯片电源失效或丢失，就会造成实时时钟的紊乱、丢失，数据采集装置就无法获取到终端设备的完整准确的数据信息。为解决上述问题，就需要对终端设备不断地校时。目前校时方式主要有网络校时、GPS校时、电波校时和基站校时。网络校时使用的是网络通道，需要设备支持互联网，低端或小型的终端设备使用困难，此外，网络校时还存在一定的延时，所以实时时钟精度依赖于这个网络通道的延时。GPS校时精度虽然很高，但由于是卫星信号落到地面，其信号强度已被大幅衰减，所以对障碍物穿透能力弱，只能在空旷的地方使用，室内或有屏蔽的地方就无法使用，且接收GPS信号，需要专用设备，从而产生一定的成本。电波校时技术较GPS校时相对简易，授时精度高，在诸多领域中渐渐体现出优越性，符合未来计时发展趋势。但电波校时开放地区有限，同时需要专用的接收芯片。相对于前三种校时方式，基站校时更具实用性。基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。基站除了进行收发信息交换信号外，还会广播一个携带时间的信号，接收这个信号就可以获得实时时钟。目前手机基站信号有GSM，CDMA，WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA等等，GSM属于2G技术，CDMA属于2.5G技术，后面3种则是属于3G技术，无论2G还是3G无线技术，都要求有严格的数据流同步来保证各个基站间的可靠信号传输。由于CDMA2000无线技术对同步的要求最为严格，规定时钟漂移不能超过每24小时7.5微妙，而GSM网络则要求相对较松，规定时钟漂移不能超过24小时4.3毫秒。CDMA为了要达到这种水平的可靠同步，利用了GPS使基站之间时钟严格同步，所以所有的CDMA的时间都是GPS时间确定，具有很高的精确度，这样联网的所有CDMA通信系统的基站的时间都是一致的。CDMA2000移动通信网络中所有基站以全球定位系统（GPS）时标作为时钟基准，工作在同一个系统时钟上。通过接收/解调前向链路信号中的导频信道和同步信道，可以提取授时信息，与CDMA2000系统时钟保持同步，从而获取高精度秒脉冲和本地时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是，在传统数据采集器中增加基站校时电路，通过采集器与终端设备之间建立的数据通道，适时对各终端设备提供实时时钟，同时采集到各终端设备的完整数据信息。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案是：提供一种带校时功能的数据采集器，其构成包括有数据采集单元与校时单元，数据采集单元与校时单元通过数据总线连接并通讯，校时单元构成包括：天线、射频接收电路、模数转换电路、电源管理电路、数字信号处理（DSP）电路、存储器以及温度补偿晶振（TCXO），天线接收到临近基站信号，将射频信号输入至射频接收电路，射频接收电路将射频信号变频成模拟基带信号，并输入至模数转换电路，模数转换电路将模拟基带信号转变成数字信号，并输入至数字信号处理电路，数字信号处理电路解析出本地时间并暂存到存储器中，数据采集单元通过总线定时从存储器中获取校时单元内的实时时钟，并若干种通讯方式、通讯协议将实时时钟信息传输给终端设备，完成校时。在上述技术方案中，所述基站信号选取CDMA。因为CDMA网络的无线信号受天气影响小、能满足室内覆盖。在上述技术方案中，所述数据采集单元通过485总线方式或无线（RF）方式或电力线载波（PLC）方式与终端设备传输通讯。本专利技术优点：1、充分利用基站实时时钟信号易获取，不受地形地物影响的特点，从而可以低成本、高可靠的得到实时时钟信号，采用传统手机信号获取方式即可；2、借助数据采集器与终端设备之间已建立的数据通道，使众多终端设备实时时钟的校对问题转变成其数据传输链上一层数据采集器时钟校对问题，从而大大简化了终端设备时钟校对。3、选择使用CDMA制式，能在保证所获取实时时钟精确度的前提下，降低构建成本。附图说明图1是本专利技术具有校时功能数据采集器原理框图。图2是智能电能表数据远传系统构成示意图。图3是实施例校时单元的电原理图。以上附图中，1是具备时钟校对功能的数据采集器，2是终端设备，3是通讯连接，11是时钟校对单元，12是数据总线，13是采集单元，111是天线输入，112是射频接收电路，113是模数转换电路，114是电源管理电路，115是电源输入，116是数字信号处理器，117是存储器，118是温度补偿晶体振荡器，21是集中器，22是通讯连接，23是具有校时功能的数据采集器，24是通讯连接，25是电能表，31是天线，32是射频接收放大器，33是声表面波滤波器，34是锁相回路或锁相环，35是模拟数字转换器，36是数字信号处理器，37是通用异步收发传输器，38是温度补偿时钟发生器。具体实施方式实施例一本实施例给出了具有校时功能数据采集器在电能表数据采集远传系统中实际应用。目前，在电能表数据采集远传系统（如附图2所示）中，数据通讯方式是，采集器23通过通讯连接24定期读取每只电能表25的数据信息并保存，集中器21再通过通讯连接22读取采集器23内数据，完成抄表远传过程。电能表数据采集器23是位于众多智能电能表25上一层数据传输节点装置，目前采集器23的功能是按更上一层数据集中器21所设置的采集周期自动采集电能表数据，但当电能表25的时钟发生故障时，如时钟丢失故障，由于传统采集器本身没有实时时钟，无法对电能表25校时，造成电能表25在错误的时钟下工作，导致采集并上传到上一层数据集中器中的计费数据错误。采集器就无法将电能表的用电数据采集并上传到上一层数据集中器。目前广泛使用的智能电能表都自带实时时钟，该实时时钟电路靠独立电池供电，以保证电网断电情况下，该实时时钟电路凭此贮能电池而继续提供电能，仍然能保持实时时钟信号，一旦电网恢复供电，电能表立即恢复正常工作。但是，由于电能表实时时钟的贮能电池存在使用寿命，当该贮能电池临近失效，电能表的实时时钟即会丢失、紊乱、归零，这样，就会直接影响到该电能表的分时计费、数据远传等功能。针对这一现实问题，采用一一更换各电能表实时时钟贮能电池的办法近乎不可能，只能及时地对电能表实时时钟进行校对，从而弥补电能表数据信息的不完整。本实施例用具有校时功能的电能表数据采集器来替代传统电能表采集器，具有校时功能的电能表数据采集器除了拥有数据采集功能外，同时具备了实时时钟以及对电能表的校时功能。附图1给出了具有校时功能的数据采集器原理框图，本实施例采集器校时单元采用工作在800MHz频段，支持IS95/CDMA2000标准的基带芯片，该芯片主要任务在于解调导频信道和同步信道。本实施例采集器工作原理及信号传输过程是：如附图3所示，射频接收电路工作于800MHz频段，天线31输入信号由该射频接收放大器32内置低噪放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带校时功能的数据采集器，其特征在于：构成包括有数据采集单元与校时单元，数据采集单元与校时单元通过数据总线连接并通讯，校时单元构成包括：天线、射频接收电路、模数转换电路、电源管理电路、数字信号处理（DSP）电路、存储器以及温度补偿晶振（TCXO），天线接收到临近基站信号，将射频信号输入至射频接收电路，射频接收电路将射频信号变频成模拟基带信号，并输入至模数转换电路，模数转换电路将模拟基带信号转变成数字信号，并输入至数字信号处理电路，数字信号处理电路解析出本地时间并暂存到存储器中，数据采集单元通过总线定时从存储器中获取校时单元内的实时时钟，并若干种通讯方式、通讯协议将实时时钟信息传输给终端设备，完成校时。

【技术特征摘要】
1.一种带校时功能的数据采集器，其特征在于：构成包括有数据采集单元与校时单元，数据采集单元与校时单元通过数据总线连接并通讯，校时单元构成包括：天线、射频接收电路、模数转换电路、电源管理电路、数字信号处理（DSP）电路、存储器以及温度补偿晶振（TCXO），天线接收到临近基站信号，将射频信号输入至射频接收电路，射频接收电路将射频信号变频成模拟基带信号，并输入至模数转换电路，模数转换电路将模拟基带信号转变成数字信号，并输入至数字信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国祥，戴强，
申请(专利权)人：南京宇能新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32